AstronomiFizikMühendislikÖzgün İçerikTeknoloji

EMDrive Nedir? Uzay Yolculuğu Yakın Mı?

Yazan: Ömer Faruk Dinç      Düzenleyen: Ümit Sözbilir

Bilim kurgu filmlerinde gördüğümüz uzay gemileri ile seyahatler, ışık hızına çıkmalar ve yeni dünyalar keşfetmek… Gelişen teknolojiler sayesinde her birini gerçekleştirmek tahmin ettiğimizden de yakın olacak. Evet, EMDrive size bunu vaat ediyor.

Yıldızlararası seyahat, insanlığın en büyük hayallerinden ve zorluklarından biridir. İnsanlığın doğasında olan o merak duygusu pek çok yeniliğe yol açmıştır. O meraklardan belki de en büyüğü uzaydır. Bu merakımız bizi roketler inşa etmeye zorladı. Bu roketler, rutin olarak uzay araçlarını dünya yörüngesine soktular. O hayalimize daha fazla yaklaştık. Yıldızlararası seyahate…

Ancak bununla birlikte bizleri kısıtlayan, Tsiolkovsky’nin denklemi devreye girdi. Kullanılan motorlar gelişmiş iticiler veya –gelecekçi olsa da- gemideki iticiler yakıt kullanıyorsa, ΔV’ye güçlü bir sınır koymaktadır. Bu nedenle, son çalışmalar “yakıtsız” lazer tahrik kullanmaya odaklanmaktadır. Örneğin, Breakthrough Starshot Projesi yaklaşık 20 yıl içinde en yakın komşu yıldız ProximaCentauri’ye ulaşmak için birkaç gramlık bir kütleye sahip bir nano-uzay aracını hızlandırmak için 100 GW lazer ışını kullanmayı planlıyor. [1] Lazer gücü, iletişim, yönlendirme vb. sıkıntı oluşturacak zorluklar olabilir fakat bunu yapmak imkânsız değildir. Eğer bugün kullandığımıza benzer büyüklükte uzay aracı ile yıldızlararası uçuş elde etmek istiyorsak radikal olarak yeni yaklaşımlara ihtiyacımız olduğu aşikârdır.

Peki, bu yeni yaklaşımlardan biri olan EMDrive nedir?

Yeni yaklaşımlardan biri EMDrive’dır. Shawyer tarafından geliştirilen EMDrive, herhangi bir yakıta ihtiyaç duymadan, sadece mikrodalga fotonlarının koni şeklinde olan kapalı bir metal boşluk içerisinde ileri geri zıplamasıyla çalışmaktadır. [2] Bu hareket EMDrive’ın sivri ucunun itme oluşturmasına ve sürücüyü ters yönde itmesine neden olur. [3] Shawyer, radyasyon basıncının sivri ve geniş uçlarda farklı olduğunu ve net itme kuvveti ile sonuçlandığına inanmaktadır. [4] Bununla birlikte pek çok farklı kuramlar ortaya çıkmıştır. Ancak bu kavramın kuramsal temelleri konusunda yüksek derecede şüpheci olunmaya devam edilmektedir.

Resim 1 [5]: EMDrive içerisinde hareket eden mikrodalgaların hareketi

Resim 1’de gördüğümüz üzere mikrodalgalar konik bir yapıya ateşleniyor. Ateşlenen mikrodalgalar ileriye geriye sıçrayarak iki uçta da radyasyon basıncı oluşturmaktadır. Resimdeki çizimde yer alan kuvvetleri incelediğimizde aynı çizgi üzerinde yüzeyleri eşit ve uzaklığı aynı olan kuvvetler birbirlerine eşittir. Fakat uçların yüzeylerinin farkından doğan radyasyon basınçları motorun bir ucunda itme sağlamaktadır.

Peki, neden şüpheci olunmaktadır? Çünkü EMDrive Newton’un üçüncü yasasına aykırıdır.

Ufak bir hatırlatma yapalım. Newton’un üçüncü yasası olan Etki-tepki yasası der ki; Her kuvvete karşılık, her zaman eşit ve ters bir tepki kuvveti vardır: veya iki cismin birbirine uyguladığı kuvvetler her zaman eşit ve zıt yönelimlidirler. Bu nedenle Newton ve mevcut bilim anlayışımıza göre bir itici güç üretecek bir sistem için, bir şeyi başka bir şekilde dışarıya atmak gerekmektedir.

Bu yasaya aykırı hareket etmek kuramsal olarak, bilim insanlarını şüpheci bırakmaktadır. Bu yüzden deneysel çalışmalar başlamıştır. NASA’nın Eagleworks Laboratuvarı’ndaki bilim insanları çalışmaya başlayarak EMDrive’ın verilerini doğrulamaya çalıştı. 2015 yılının sonlarında yapılan testler ile ilgili makale sızdırıldı. Bu makale EMDrive’ın işe yaramadığını anlatmıyordu. Yapılan testlerde oldukça etkileyici bir itme yarattığını gösteriyordu. [3] Makalede hata ölçümleri dikkate alındıktan sonra EM Drive’ın boşlukta kilowatt başına 1,2 kilonewton kuvvet ürettiği sonuçlarına ulaşıldığı gösteriliyor. Kıyaslayacak olursak şu anda en popüler sıfır itici yakıtı kullanan güneş yelkenlerini ele alalım. Güneş yelkenleri yakıt yerine ilerleyebilmek için güneş ışınlarını kullanmaktadır.       Makalede yer alan bilgilere göre bu yelkenler kilowatt başına sadece 6,67 mikronewtona kadar güç üretiyor. [3] NASA’nın ekibi itme kuvvetinin sistemdeki başka bir aykırılığın sonucu olabileceğine dair herhangi bir işaret aramalarına rağmen bir şey bulamadılar. Fakat her deneyde dikkate alınması gereken değişkenler vardır. Burada ise ısıl bir genleşmenin, sonuçları çarpıtma olasılığını düşünerek daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu bildiriyorlar. [3]

NASA ekibinin açıklaması, testin EMDrive’ı en iyi duruma getirmek için yapılmadığını, sadece çalışıp çalışmadığını test etmek amacıyla tasarlandığını açıkça belirtiyor. İlerleyen zamanlarda Martin TAJMAR ve ekibi ile Dresden Üniversitesinde yapılan araştırma sonuçları herkesin kafasında soru işaretleri bıraktı. Yapılan testlerde bükümlü çift kablolardan ve yükselticilerden Dünya’nın manyetik alanı ile manyetik etkileşimin, EMDrives için önemli bir hata kaynağı olabileceğini buldu. [6] Ardından yayımlanan makalede ve röportajlarında bu deneylere devam edeceklerini, ölçüm aletlerini geliştirip daha iyi sonuçlar almak için çalışacaklarını belirttiler. [6]

Unutmayalım ki bilim ilerledikçe bilimsel gelişmeler daha hızlı yol alıyor. 1900-1905 yılları arasında Wright kardeşlerin yapmış olduğu uçaktan bu yana sistemler gelişti ve gelişmeye devam ediyor. İnsanların merakları dorukta oldukça nice keşifler yapılacak ve daha ileriye gideceğiz. Kendinize iyi bakın ve bilimle kalın.

Referanslar
[1] Daukantas, P., 2017. BreakthroughStarshot. Optics and Photonics News[2] Shawyer, R., 2015. Second Generation EmDrive Propulsion Applied to SSTO Launcher and Interstellar Probe. Acta Astronautica.[3] White, H. ve ark., 2017. Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio-Frequency Cavity in Vacuum. Journal of Modern Physics[4] Tajmar, M. ve ark., 2018. The SpaceDrive project-Developing revolutionary propulsion at TUDresden. Acta Astronautica[5] http://www.zamandayolculuk.com/html-4/mars_yolculugu.htm[6] Tajmar, M. ve ark., 2018. The SpaceDrive Project – First Results on EMDrive and Mach-Effect Thrusters. Space Propulsion Conference

İlgili Makaleler

Bir Yorum

  1. Çok güzel bir yazı olmuş emeğinize sağlık. Benim gibi sosyal bilimci birinin bile oldukça ilgisini çekti. Teşekkürler.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu